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淺談對鍋爐運(yùn)行故障原因的分析
論文關(guān)鍵詞：鍋爐故障 磨損 分析 解決措施
論文摘要：CFB鍋爐是近年才發(fā)展起來的新型潔凈煤燃燒技術(shù)。從國內(nèi)CFB鍋爐的運(yùn)行過程中，發(fā)現(xiàn)了一些故障和缺陷。結(jié)合自身的運(yùn)行和調(diào)試經(jīng)驗，對故障原因作出了分析，提出了解決措施，為CFB鍋爐的運(yùn)行和設(shè)計提供借鑒和參考。
全國已有數(shù)十臺CFB鍋爐在各地電廠建成投產(chǎn)。這些國產(chǎn)化鍋爐的建成和投產(chǎn)，標(biāo)志著中國的CFB鍋爐已經(jīng)進(jìn)入穩(wěn)步發(fā)展階段。
同其它鍋爐一樣，CFB鍋爐也有其自身的局限性和一個完善過程。CFB鍋爐運(yùn)行的情況來看，CFB鍋爐暴露出了以下問題：
1)冷渣器故障。主要故障是排渣管容易堵塞；冷渣器選擇室結(jié)焦；冷渣器下灰倉格刪堵塞（采用倉泵輸灰的冷渣器）等。2)J閥（旋風(fēng)分離器）故障。3)給煤系統(tǒng)故障。4)CFB鍋爐的磨損和澆注料脫落。5)CFB鍋爐的膨脹問題。
針對CFB鍋爐在運(yùn)行和維護(hù)中出現(xiàn)的問題，作者通過反復(fù)摸索、查閱資料、分析眾多廠家的運(yùn)行數(shù)據(jù)及結(jié)合作者的運(yùn)行和調(diào)試經(jīng)驗，初步形成了如下措施。
一、冷渣器故障
1、排渣管堵塞
1）排渣管堵塞的主要原因 排渣管內(nèi)部耐磨膨脹受限導(dǎo)致內(nèi)部變形。
爐內(nèi)脫落的耐磨澆筑料、燃燒過程中形成的焦塊進(jìn)入排渣管。
采用階梯板的排渣管內(nèi)積灰過多，造成灰渣在排渣管中流動不暢。
2）排渣管堵塞采取的措施 渣管設(shè)計和施工時應(yīng)消除設(shè)計角度偏差，考慮材料的膨脹間隙。施工時注意排渣管內(nèi)部耐磨材料澆筑質(zhì)量，使排渣管內(nèi)部平滑。
鍋爐點火時應(yīng)對排渣口進(jìn)行吹掃，清除排渣管內(nèi)的雜物；爐內(nèi)澆筑料選擇既耐磨又具有較強(qiáng)結(jié)合強(qiáng)度材料，在耐火材料的養(yǎng)護(hù)階段注意耐火材料的養(yǎng)護(hù)，防止?fàn)t內(nèi)澆注料脫落；運(yùn)行人員加強(qiáng)對鍋爐運(yùn)行參數(shù)的控制，有效地抑制爐膛內(nèi)結(jié)焦；設(shè)計方便對排渣口結(jié)焦進(jìn)行疏通的捅灰口，出現(xiàn)堵塞應(yīng)及時安排人員進(jìn)行疏通。
對采用階梯板的排渣口和用壓縮空氣進(jìn)行進(jìn)渣的排渣管，應(yīng)及時排掉階梯板內(nèi)的積灰。
2、選擇室結(jié)焦
1）選擇室結(jié)焦的主要原因 在床壓較高情況下，排渣量突然增加，或從選擇室回灰大量涌入未燃盡燃料和床料，選擇室流化狀態(tài)被破壞，未燃盡的高溫燃料在選擇室燃燒結(jié)焦。
風(fēng)帽堵塞較多或大粒徑的床料進(jìn)入冷渣器導(dǎo)致選擇室的流化不良。
冷渣器中的床料未冷卻到設(shè)計溫度就進(jìn)行排渣，造成冷渣器內(nèi)部部件變形，影響冷渣器的流化；冷渣器長時間停用或長期選擇單個冷渣器排渣，停用的冷渣器中的床料在水蒸氣作用下粘結(jié)，形成低溫焦。
運(yùn)行人員未把握好冷渣器流化風(fēng)量的配比，不恰當(dāng)?shù)娘L(fēng)量配比導(dǎo)致了冷渣器中灰渣流化不良。
2）選擇室結(jié)焦的解決措施 運(yùn)行人員加強(qiáng)對鍋爐運(yùn)行工況的了解，及時調(diào)整鍋爐參數(shù)，樹立鍋爐物料動態(tài)平衡的概念，控制鍋爐的運(yùn)行床壓在正常值，盡量避免鍋爐大量排渣。
[1]
每次停爐應(yīng)對冷渣器風(fēng)帽進(jìn)行吹掃，發(fā)現(xiàn)堵塞風(fēng)帽應(yīng)疏通，控制好燃料的粒徑。
鍋爐進(jìn)行排渣，冷渣器應(yīng)交替進(jìn)行；對進(jìn)入冷渣器的灰渣進(jìn)行充分冷卻，保證冷渣器的運(yùn)行工況。
對冷渣器流化風(fēng)室風(fēng)量進(jìn)行經(jīng)驗，選擇冷渣器各風(fēng)室風(fēng)量的優(yōu)化參數(shù)包括冷渣器最低的流化風(fēng)量，保證冷渣器在任何負(fù)荷下的正常流化。
3、冷渣器下灰倉格刪堵塞原因及采取措施
采用倉泵輸灰的鍋爐，其格柵堵塞的主要原因是燃料中的大粒徑煤矸石和大量的排灰量。解決措施是加強(qiáng)燃料的質(zhì)量，優(yōu)化煤的分級，對格柵進(jìn)行預(yù)見性的清理。
在冷渣器的改造方面，河南新鄉(xiāng)電廠做了有力探索，其改造的滾筒式冷渣器運(yùn)行取得了良好效果，該滾筒式冷渣器主要通過變頻器改變滾筒式冷渣器的轉(zhuǎn)速來滿足排渣要求。
二、J閥（旋風(fēng)分離器）故障
1、J閥（旋風(fēng)分離器）故障主要原因
1)旋風(fēng)分離器回料不正常。旋風(fēng)分離器因灰位較高而影響了分離器的分離效果，從而使一定量未分離灰進(jìn)入煙道造成空預(yù)器積灰嚴(yán)重，引起J閥入口靜壓波動。
2)過高的循環(huán)倍率造成J閥循環(huán)灰量過大，超出J閥流通能力。
3)燃燒工況的突然改變破壞了J閥的循環(huán)。
4)流化風(fēng)配比不恰當(dāng)，J閥回料未完全流化。
2、J閥（旋風(fēng)分離器）故障采取措施
1)發(fā)現(xiàn)回料不正常時，及時對旋風(fēng)分離器的風(fēng)量進(jìn)行調(diào)整，必要時降低鍋爐負(fù)荷；尾部煙道積灰嚴(yán)重時，加強(qiáng)對其吹灰（注意控制爐膛負(fù)壓），必要時采用從事故放灰口放灰。
2)適當(dāng)降低冷渣器用風(fēng)，適當(dāng)提高二次風(fēng)量的比例，降低燃燒風(fēng)量，保證爐內(nèi)的燃料和床料在爐內(nèi)有足夠的停留時間，即增加內(nèi)循環(huán)的時間和數(shù)量，降低旋風(fēng)分離器的物料比例。
3)在燃燒工況突然改變導(dǎo)致循環(huán)被破壞時，應(yīng)及時調(diào)整鍋爐運(yùn)行參數(shù)建立新的平衡。
4)加強(qiáng)對J閥風(fēng)量配比的經(jīng)驗總結(jié)，尋找J閥各部分最優(yōu)化參數(shù)，選擇合適流化風(fēng)量和松動風(fēng)，建議在風(fēng)量調(diào)定且回料正常時，不宜對該風(fēng)量做隨意變更。
三、給煤系統(tǒng)故障
1、給煤系統(tǒng)故障主要原因
1）CFB鍋爐燃料的顆粒較粗，但燃料中的細(xì)微顆粒在煤質(zhì)中有較大水份時極容易粘結(jié)，從而造成煤倉和給煤線堵塞。2）煤粒在給煤機(jī)中堵塞、擠壓，從而造成給煤機(jī)鏈條爬坡、斷鏈。3）煤中雜質(zhì)如編織袋、樹塊進(jìn)入給煤機(jī)，造成給煤機(jī)卡澀、堵煤、跳閘和銷子斷。
[2]
2、給煤系統(tǒng)故障解決措施
1）CFB鍋爐的燃煤根據(jù)煤的特性和現(xiàn)場實際，設(shè)置干煤設(shè)施；有效減少煤中的細(xì)微顆粒（如在煤破碎機(jī)前加設(shè)旁路），防止煤的過度粉碎，減少貼煤的可能性；根據(jù)各廠燃煤的實際情況，鍋爐煤倉加裝可靠的松動裝置，在給煤機(jī)下加裝電動或手動調(diào)節(jié)閥，保證給煤的連續(xù)性和均勻性。2）對給煤線做好選型，加強(qiáng)給煤線運(yùn)行中檢查。3）加強(qiáng)燃料的和質(zhì)量控制，防止不易破碎的雜物進(jìn)入給煤線。
四、CFB鍋爐的磨損和澆注料脫落
1、CFB鍋爐的磨損
CFB鍋爐典型特征是煙氣流速較高，煙氣中灰的濃度大，顆粒粒徑大，因而對爐墻的沖刷嚴(yán)重。在CFB鍋爐中容易磨損的主要部位有：承壓部件、內(nèi)襯、旋風(fēng)分離器、布風(fēng)板、返料裝置及水冷風(fēng)室。影響磨損的主要因素有：燃料特性、床料特性、物料循環(huán)方式、運(yùn)行參數(shù)、受熱面結(jié)構(gòu)和布置方式。
其解決措施是：選擇合適的防磨及澆注料；采用合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計；對材料表面進(jìn)行特殊處理，鍋爐磨損嚴(yán)重部位應(yīng)增加防磨襯墊；運(yùn)行人員加強(qiáng)對鍋爐燃燒參數(shù)的調(diào)整，控制床溫變化幅度在允許值；注意煤質(zhì)質(zhì)量。
2、澆注料脫落
鍋爐頻繁的啟停、不恰當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)措施可能導(dǎo)致爐內(nèi)澆筑料在膨脹和收縮過程中的脫落。爐內(nèi)澆筑料應(yīng)根據(jù)爐內(nèi)不同部位的溫度、磨損條件、耐磨材料的性質(zhì)、抗震特性、熱膨脹性及價格因素綜合考慮，選擇既耐磨又具有較強(qiáng)結(jié)合強(qiáng)度材料，耐火材料的澆注需要有資質(zhì)的專業(yè)施工隊伍進(jìn)行。
五、CFB鍋爐膨脹問題
鍋爐爐膛、旋風(fēng)分離器、尾部煙道有不同的膨脹中心，因此鍋爐的許多部件連接采用了膨脹節(jié)連接，如鍋爐到旋風(fēng)分離器進(jìn)口、旋風(fēng)分離器出口到水平煙道等。各膨脹節(jié)特別是床下水冷風(fēng)室和回料系統(tǒng)的膨脹節(jié)，在金屬膨脹節(jié)能夠滿足各方面的膨脹要求時，應(yīng)考慮換成金屬膨脹節(jié)；充分利用停爐機(jī)會，對膨脹節(jié)進(jìn)行檢查、修補(bǔ)、更換。非金屬膨脹節(jié)設(shè)計應(yīng)考慮通風(fēng)以及防止積灰和煤粉導(dǎo)致?lián)p壞；在鍋爐設(shè)計時應(yīng)考慮對不同的膨脹進(jìn)行補(bǔ)償。
在這些故障中，不難看出，鍋爐的燃料導(dǎo)致了許多故障。因此，在鍋爐大型化設(shè)計時，應(yīng)考慮對燃料預(yù)處理做出優(yōu)化設(shè)計，如使燃料的水份降低，煤質(zhì)更具有寬篩分特點，進(jìn)一步降低煤中煤矸石含量等。通過燃料的預(yù)處理改善燃料特性，將直接降低冷渣器、J閥（旋風(fēng)分離器）、給煤系統(tǒng)、鍋爐的磨損等故障率，使鍋爐的可用率得到保證。
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